鄭永峰

摘 要：在采礦行業(yè)中，巷道掘進(jìn)施工時(shí)礦井建設(shè)的重要組成部分，巷道掘進(jìn)施工質(zhì)量將會(huì)直接影響到礦井建設(shè)質(zhì)量，而頂板支護(hù)是巷道掘進(jìn)的核心內(nèi)容，頂板支護(hù)質(zhì)量對(duì)巷道掘進(jìn)施工以及整個(gè)礦井建設(shè)的質(zhì)量具有直接影響，故巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)選擇至關(guān)重要。本文基于此，重點(diǎn)分析巷道掘進(jìn)的頂板支護(hù)形式，影響頂板支護(hù)穩(wěn)定性的因素，分析井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)，并針對(duì)優(yōu)化井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)提出幾點(diǎn)建議，供相關(guān)人員參考、借鑒。

關(guān)鍵詞：井下巷道;掘進(jìn)施工;頂板支護(hù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)能源的需求日益增加，采礦企業(yè)為了滿足社會(huì)的需求，不斷加大開(kāi)采深度，導(dǎo)致井下作業(yè)環(huán)境日益復(fù)雜，既影響到開(kāi)采作業(yè)的質(zhì)量，也威脅到工作人員的人身安全。故在井下巷道掘進(jìn)作業(yè)中，必須要確保頂板支護(hù)的穩(wěn)定性和安全性，這樣才能有效保障施工人員的人身安全。頂板支護(hù)的質(zhì)量與安全與其形式和技術(shù)有著直接的聯(lián)系，根據(jù)實(shí)際情況選擇對(duì)應(yīng)的支護(hù)形式和技術(shù)，可有效增強(qiáng)頂板的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。但是井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，頂板支護(hù)很容易受到各種因素的影響，故井下巷道頂板支護(hù)技術(shù)的探索成為采礦行業(yè)必須要考慮的一個(gè)安全問(wèn)題。

1 井下巷道掘進(jìn)的頂板支護(hù)形式

1.1 礦用支護(hù)型鋼

在煤礦井下巷道掘進(jìn)支護(hù)中，礦用支護(hù)型鋼比較常見(jiàn)，由于該支護(hù)性質(zhì)具有良好的作用，可為巷道供強(qiáng)有力的支護(hù)，從而大幅度提升井下巷道作業(yè)的安全性。礦用支護(hù)型鋼借助較強(qiáng)的抗拉能力和抗壓能力，有效的保障基層定的整體性，保障巷道作業(yè)的安全性[1]。但是在實(shí)際應(yīng)用中，必須要有合理的抗彎界面模量，重視幾何形狀，把控接觸面面積，這樣才能有效提升礦用支護(hù)型鋼的支護(hù)效果。

1.2 錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)無(wú)論在采礦行業(yè)，還是在建筑行業(yè)，均得到廣泛的應(yīng)用。錨桿支護(hù)具有多樣性的結(jié)構(gòu)特征，結(jié)構(gòu)不同作業(yè)不同，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為錨固劑和網(wǎng)、拖板、鋼帶、錨桿桿體等。憑借著抗剪應(yīng)力和抗拉力的特點(diǎn)，為頂板支護(hù)提供足夠的承載力。在煤礦井下開(kāi)采中，錨桿支護(hù)發(fā)揮著重大作用，大大保護(hù)了井下巷道掘進(jìn)的安全，提高煤礦開(kāi)采量。

1.3 可伸縮性支架

井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)中，可伸縮性支架是一種比較常見(jiàn)的支護(hù)形式，憑借著結(jié)構(gòu)靈活的特點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用?？缮炜s性支架的應(yīng)用必須要合理控制巷道的斷面面積，這樣才能最大化發(fā)揮其作用，提高井下巷道作業(yè)的工作效率和安全性。相比前兩種支護(hù)類型，可伸縮性支架具有架設(shè)難度高的缺點(diǎn)，在承壓能力上表現(xiàn)良好，但是在荷載能力上，表現(xiàn)比較差，特別是在極限承載能力的情況下，支護(hù)效果較差。

2 影響頂板支護(hù)穩(wěn)定性的因素

2.1 施工工藝

在井下巷道掘進(jìn)作業(yè)中，一般使用鉆爆法，采取錨噴支護(hù)方式，使用該方式既能提高其穩(wěn)定性，還能大大提高掘進(jìn)速度。但是錨噴網(wǎng)支護(hù)的方式和質(zhì)量很容易受到外界因素的影響，在放炮過(guò)程中很容易影響到巷道周圍的巖體，并影響到頂板支護(hù)的質(zhì)量。

2.2 井下地質(zhì)環(huán)境

巷道圍巖的構(gòu)造對(duì)頂板支護(hù)的穩(wěn)固性具有直接影響，如果圍巖構(gòu)造比較穩(wěn)定，可以適當(dāng)減少支架數(shù)量，還能從整體上提高開(kāi)采的速度;如果圍巖構(gòu)造比較復(fù)雜，需要適當(dāng)增加支架數(shù)量，還會(huì)大大降低開(kāi)采速度，但是能大幅度保障工作人員的安全性。

3 井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)分析

3.1 提升巷道頂板的承載能力

在井下巷道掘進(jìn)施工準(zhǔn)備階段時(shí)，首先要做好地質(zhì)勘測(cè)工作，針對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析和整理。然后對(duì)檢測(cè)巷道周圍巖石的耐磨性和抗壓力，其目的是確保巷道施工環(huán)境的安全性，保障工作人員的安全，否則將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在施工技術(shù)選擇上，必須要根據(jù)施工地區(qū)地質(zhì)的實(shí)際情況，選擇最為合適頂板支護(hù)技術(shù)，確保施工質(zhì)量和環(huán)境的安全性。除此之外，還應(yīng)針對(duì)施工安全問(wèn)題，做好相應(yīng)的安全防范措施，保障施工人員的人身安全，明確各崗位人員的職責(zé)，明確分工，責(zé)任到人。并對(duì)頂板支護(hù)技術(shù)方案進(jìn)行分析、確認(rèn)，確保支護(hù)方案能夠順利實(shí)施，并保證施工安全。

3.2 強(qiáng)化支架強(qiáng)度

人生安全是井下巷道頂板支護(hù)施工的第一原則，故在頂板支護(hù)技術(shù)選擇時(shí)，選擇具有剛性的支護(hù)結(jié)構(gòu)。因?yàn)榫孪锏乐ёo(hù)工程具有風(fēng)險(xiǎn)性，且很容易受到人為操作不當(dāng)和地質(zhì)環(huán)境的影響，導(dǎo)致巷道出現(xiàn)變形和位移問(wèn)題，影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。所以，在井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)中，必須要選擇抗壓能力強(qiáng)的頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)，可有效防止巷道出現(xiàn)變形和位移問(wèn)題的發(fā)生，確保巷道結(jié)構(gòu)的完整性，在后期的開(kāi)采過(guò)程中也不需要對(duì)巷道進(jìn)行維修，從而提高開(kāi)采的工作效率。通常情況下，巷道頂板支護(hù)技術(shù)的使用，主要是增壓和釋壓圍巖，以此來(lái)增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，從而達(dá)到最好的支護(hù)效果。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備投入力度

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，巷道掘進(jìn)技術(shù)設(shè)備得到大幅度改善，特別是一些體積偏小、破巖能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)性能良好和功能強(qiáng)大的施工設(shè)備。目前常見(jiàn)的施工設(shè)備有懸臂式掘進(jìn)機(jī)、單體錨桿鉆機(jī)以及其他類型的設(shè)備。由于設(shè)備不同應(yīng)用范圍也不同，但是最為一項(xiàng)重要設(shè)備，可有效提升井下巷道掘進(jìn)的技術(shù)水平，確保巷道掘進(jìn)施工順利進(jìn)行。故在后期施工中可根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，選擇對(duì)用的掘進(jìn)設(shè)備，比如液壓馬達(dá)掘進(jìn)設(shè)備，滿足多種地質(zhì)結(jié)構(gòu)巷道掘進(jìn)施工。

4 井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化方法

4.1 技術(shù)準(zhǔn)備

施工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作至關(guān)重要，特別是井下巷道掘進(jìn)施工。在技術(shù)準(zhǔn)備階段中，需要充分考慮對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，首先是支護(hù)施工材料的選擇以及目前應(yīng)用的材料，確認(rèn)施工材料是否滿足支護(hù)施工的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn);接著對(duì)施工區(qū)域的巖層結(jié)果進(jìn)行全面的調(diào)查和了解。然后對(duì)施工地區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，因?yàn)槭┕で皽?zhǔn)備的材料不一定完整，且施工地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，實(shí)地考察能真實(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況和水文條件，從而制定科學(xué)有效的施工工藝。施工方案設(shè)計(jì)完成后需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，確保整個(gè)方案能夠滿足施工要求，特別是支護(hù)形式、臨時(shí)支護(hù)形式以及材料設(shè)備都需要明確規(guī)定和設(shè)計(jì)。最后，重點(diǎn)確認(rèn)支護(hù)施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，排除安全風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)施工難點(diǎn)邀請(qǐng)專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行負(fù)責(zé)，從而降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 支護(hù)施工的安全監(jiān)管

由于井下巷道掘進(jìn)施工環(huán)境比較復(fù)雜，在支護(hù)施工時(shí)很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，故在支護(hù)施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督和監(jiān)管，從而保障支護(hù)施工的質(zhì)量。首先，建立健全支護(hù)施工安全監(jiān)督管理機(jī)制，目的是保障支護(hù)施工的安全性，提高施工效率。監(jiān)管的目的是為了早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做好全面的防范工作，不遺留任何安全隱患問(wèn)題，故必須要重視監(jiān)督檢查，提高支護(hù)施工的安全性。在施工前對(duì)地質(zhì)進(jìn)行實(shí)地考察后，需要根據(jù)考察結(jié)果合理選擇對(duì)應(yīng)的支護(hù)技術(shù)，確保支護(hù)效果滿足施工和生產(chǎn)的需要，從而提高開(kāi)采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。最后，針對(duì)所有的施工人員進(jìn)行教育、培訓(xùn)，一是為了讓施工人員意識(shí)到施工質(zhì)量的重要性，二是為了有效提高施工人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，另外，還應(yīng)加強(qiáng)安全意識(shí)教育，并建立一支高水平、高素質(zhì)的施工隊(duì)伍。

4.3 完善施工工藝

在井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)中，無(wú)論是施工技術(shù)，還是施工工藝，都需要根據(jù)實(shí)際的水文條件和地質(zhì)情況，選擇最佳的施工技術(shù)和施工工藝。由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變，不同的施工技術(shù)能夠達(dá)到不同的施工效果，如果地質(zhì)構(gòu)造良好，使用綜合機(jī)械化掘進(jìn)施工技術(shù)即可，該技術(shù)具有中心位置低、破巖水平高的優(yōu)勢(shì)。常見(jiàn)的設(shè)備有液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)構(gòu)和單體錨桿鉆機(jī)與懸臂式掘進(jìn)機(jī)的組合;如果地質(zhì)構(gòu)造比較脆弱，且巷道斷面大，則使用連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)，常見(jiàn)的支護(hù)有伸縮支架進(jìn)行支護(hù)，為了提升施工質(zhì)量可以使用盾構(gòu)機(jī)和綜掘機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)質(zhì)量和效果與外界環(huán)境有著直接的影響，在施工過(guò)程中，應(yīng)采取有效、合理的頂板支護(hù)技術(shù)，確保井下施工的安全性，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，還需要進(jìn)一步提高、完善頂板支護(hù)技術(shù)，促進(jìn)開(kāi)采行業(yè)的健康、持久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王作軍.礦山工程井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)[J].商品與質(zhì)量，2019（5）：158.